میلگرد ضد انفجار اصطلاح رایجی در بازار است، اما از نظر فنی منظور، میلگردهایی است که در سازههای مقاوم در برابر انفجار (پناهگاهها، سازههای حیاتی، انبار مهمات، بیمارستانهای صحرایی و …) استفاده میشوند و تحت بارهای ضربهای و انفجاری رفتار مطمئن و شکلپذیر دارند. در ادامه، نکات مهم درباره ویژگیها و انواع میلگرد مناسب برای شرایط جنگ و بار انفجاری را بهصورت کاربردی و فشرده توضیح میدهم.
۱. ویژگیهای اصلی میلگرد برای شرایط انفجار
برای عملکرد خوب در برابر موج انفجار، چند ویژگی کلیدی مهم است:
۱.۱. مقاومت تسلیم و مقاومت نهایی
میلگرد باید مقاومت تسلیم نسبتاً بالا (مثلاً در محدوده ۴۰۰ تا ۶۰۰ مگاپاسکال) داشته باشد تا:
- مقطع آرماتور کمتری نیاز شود.
- سازه ظرفیت خمشی و برشی بیشتری در برابر فشار ناگهانی انفجار پیدا کند.
- اما اگر فقط به مقاومت بالا توجه شود و شکلپذیری فدا شود، میلگرد «ضد انفجار» نخواهد بود؛ چون ترک ترد و ناگهانی بسیار خطرناک است.
۱.۲. شکلپذیری (Ductility)
مهمترین ویژگی در برابر انفجار، ” شکلپذیری بالا ” است:
- ازدیاد طول یکنواخت و کل زیاد (مثلاً بالاتر از ۱۴–۱۶٪)
- نسبت مقاومت نهایی به تسلیم نسبتاً بالا (فاصله تسلیم تا گسیختگی)
- این باعث میشود سازه بهجای گسیختگی ناگهانی، وارد ناحیه پلاستیک شده و انرژی انفجار را با خمش و تغییرشکل جذب کند.
۱.۳. چقرمگی شکست (Toughness) و رفتار در نرخ کرنش بالا
انفجار یعنی افزایش سریع تنش در بازه زمانی بسیار کوتاه؛
فولاد باید:
- در **نرخ کرنش بالا** (High Strain Rate) شکننده نشود.
- در دمای پایین (شرایط سرد، شب، زمستان) ترد نشود.
- فولادهای ریزآلیاژی با کنترل ساختار داخلی (رادفین گِرِین) معمولاً چقرمگی بهتری دارند.
۱.۴. جوشپذیری و خمپذیری
در دوران جنگ، ساختوساز باید سریع و انعطافپذیر باشد:
- **قابلیت جوشکاری بدون ترک گرم** اهمیت دارد. (مقدار کربن معادل پایین)
- قابلیت خمکاری در کارگاه بدون ترک و شکست لبهها مهم است.
۲. انواع میلگرد مناسب برای سازههای در معرض انفجار
۲.۱. میلگرد فولادی با مقاومت بالا و شکلپذیر
میلگردهای رده 400 و 500 (برابر با Grade 60 و Grade 75) اگر:
- مطابق استاندارد معتبر تولید شده باشند.
- از نوع **ریزآلیاژی و با کربن کنترلشده** باشند
- میتوانند برای سازههای مقاوم در برابر انفجار مناسب باشند.
- در بسیاری از کشورها از فولادهای معادل **ASTM A706** (میلگرد با شکلپذیری و جوشپذیری بالا) برای سازههای لرزهای و همچنین سازههای مقاوم در برابر انفجار استفاده میشود؛ چون:
- هم **مقاومت کافی** دارند؛
- هم **شکلپذیری بالا** و **رفتار قابلپیشبینی** در حالت بارگذاری شدید.
۲.۲. میلگردهای ریزآلیاژی (Microalloyed)
در این میلگردها با افزودن مقادیر کم وانادیوم، نیوبیوم، تیتانیم و …:
- استحکام افزایش مییابد.
- شکلپذیری و چقرمگی حفظ میشود.
- برای **سازههای حیاتی جنگی** که در معرض انفجار و ضربه هستند، این گروه از میلگردها معمولاً گزینه مناسبیاند.
۲.۳. میلگردهای با پوشش ضد خوردگی
در شرایط جنگی، سازهها ممکن است:
- در محیطهای مرطوب، ساحلی، یا آلوده به مواد شیمیایی باشند.
- تعمیر و نگهداری منظم ممکن نباشد.
در این موارد، استفاده از:
- میلگرد با پوشش اپوکسی
- میلگرد گالوانیزه
باعث افزایش عمر مفید سازه میشود. هرچند در ایران تأمین و اجرای این نوع میلگرد در مقیاس بزرگ ممکن است محدودیت داشته باشد، ولی برای سازههای خاص (مراکز فرماندهی، انبار مهمات، پناهگاههای اصلی) گزینهای جدی است.
۲.۴. میلگردهای کامپوزیتی (FRP)
GFRP و CFRP در برابر خوردگی بسیار مقاوماند، اما:
- رفتارشان در برابر انفجار و ضربه شدید با فولاد فرق دارد
- شکلپذیری پلاستیک فولاد را ندارند (رفتار نسبتاً ترد).
- در سازههای کاملاً ضد انفجار، معمولاً FRP نقش مکمل دارد، نه جایگزین کامل فولاد.
۳. نکات کلی طراحی و اجرا (بدون ورود به محاسبات)
برای اینکه حتی میلگرد مناسب هم واقعاً «ضد انفجار» عمل کند، طراحی و اجرای صحیح بسیار تعیینکننده است:
3.۱. تراکم و آرایش آرماتور
- فاصله کم بین میلگردهای طولی
- استفاده کافی از خاموتها و رکابیها برای محصور کردن بتن و جلوگیری از کندهشدن سازه در انفجار
3.۲. طول مهاری و قلابها
- طول گیرایی کافی در دو سر میلگرد
- استفاده از قلاب استاندارد در انتهاها، بهخصوص در دیوارها و دالهای نگهدارنده خاک و موج انفجار
3.۳. ادغام میلگرد و بتن (Composite Action)
- استفاده از بتن باکیفیت مناسب، اسلامپ کنترلشده و تراکم خوب
- پوشش بتن (کاور) کافی روی میلگرد برای جلوگیری از کندهشدن سریع پوشش هنگام انفجار
3.۴. پیوند قفس آرماتور
- بستن صحیح قفسها، استفاده از سیم آرماتوربندی مناسب، جلوگیری از جابهجایی آرماتور در زمان بتنریزی
تمام این موارد باید توسط مهندسین سازه و بر اساس آییننامهها و استانداردهای معتبر (مثل آییننامههای مقاومسازی در برابر انفجار) طراحی و کنترل شود.
۴. ملاحظات ویژه دوران جنگ
در شرایط جنگی، فقط مسائل فنی مهم نیست؛ محدودیتهای اجرایی و لجستیکی هم مطرح است:
4.۱. دسترسپذیری و تولید داخلی
- استفاده از گریدهایی که در داخل کشور به طور انبوه و پایدار تولید میشوند بهتر است از میلگردهای خاص وارداتی
- یکنواختی کیفیت (کنترل کارخانهای) برای اطمینان از رفتار تکرارپذیر زیر بار انفجار مهم است
4.2. سرعت ساخت
میلگردهایی که بهراحتی برش و خم میشوند و با سادهترین تجهیزات کارگاهی قابلاجرا هستند، در ساخت سریع پناهگاهها و سازههای حیاتی مزیت دارند.
4.۳. نگهداری و انبارش
در دوران جنگ، امکان انبارش طولانی در فضای باز زیاد است؛ میلگرد باید:
- در برابر خوردگی محیطی تاحدامکان مقاوم باشد.
- زنگزدگی سطحی شدید نداشته باشد که چسبندگی با بتن را کاهش بدهد.
جمعبندی
میلگرد ضد انفجار در عمل یعنی:
میلگرد فولادی با مقاومت تسلیم مناسب، شکلپذیری و چقرمگی بالا، رفتار مطمئن در نرخ کرنش بالا، جوشپذیری قابلقبول، و امکان تأمین مطمئن در شرایط جنگی.
فولادهای ریزآلیاژی با گرید ۴۰۰-۵۰۰ که طبق استاندارد و با کنترل کیفی مناسب تولید شدهاند، معمولاً بهترین انتخاب عملی برای پناهگاهها و سازههای حیاتی در دوران جنگاند.
نوع میلگرد بهتنهایی کافی نیست؛ طراحی مهندسی سازه در برابر انفجار و اجرای صحیح آرماتوربندی و بتنریزی، نقش تعیینکننده در عملکرد واقعی سازه دارند.